تتضح طبقة خفية من تنوع الشعاب المرجانية

كشف علماء يدرسون الشعاب المرجانية عبر المحيط الهادئ مستوى لافتًا من التنوع الميكروبي كان إلى حد كبير غير مرئي، إلى جانب أدلة على أن هذه الميكروبات قد تكون مصدرًا مهمًا للمركبات الحيوية الفعالة. وتشير الدراسة، التي أبلغ عنها باحثون مشاركون في اتحاد Tara Pacific وسلطت عليها جامعة غالواي الضوء، إلى أن الشعاب المرجانية تحتوي على مخزون كيميائي حيوي أعمق بكثير مما توحي به الحياة البحرية المرئية وحدها.

فحصت الدراسة عينات من الميكروبيوم مأخوذة من 99 شعابًا مرجانية عبر 32 جزيرة في المحيط الهادئ. ومن هذه العينات، أعاد الباحثون بناء جينومات 645 نوعًا ميكروبيًا، وكان أكثر من 99% منها غير موصوف وراثيًا من قبل. وهذا وحده يجعل العمل نتيجة كبيرة في التنوع الحيوي. لكن الأهمية العلمية تمتد أبعد من ذلك: يبدو أن كثيرًا من هذه الميكروبات المرتبطة بالشعاب يحمل الآلات الوراثية اللازمة لإنتاج مركبات طبيعية قد تكون ذات قيمة طبية أو صناعية.

كل نوع من المرجان يحتضن شركاءه الميكروبيين الخاصين

أحد أوضح النتائج هو أن أنواع المرجان لا تشترك ببساطة في ميكروبيوم عام للشعاب. بل إن كل عائل يدعم مجتمعه الميكروبي المتخصص الخاص. وهذا يعني أن الشعاب المرجانية ليست مجرد هياكل بيئية تبنيها الحيوانات والطحالب، بل هي أيضًا موائل ميكروبية معقدة قد تختلف كيمياؤها من عائل إلى آخر بطرق لم يبدأ العلماء إلا في رسمها.

هذا مهم لأن الميكروبات غالبًا ما تكون كيميائيين غزيري الإنتاج. فكثير من أكثر المركبات فائدة في الطب والتكنولوجيا الحيوية نشأ من الاستقلاب الميكروبي أو من الجهود لمحاكاته. وفي نظام الشعاب المدروس هنا، وُجد أن البكتيريا المرتبطة به تحتوي على نطاق أوسع من عناقيد الجينات الحيوية التركيبية مقارنة بما سُجل في أماكن أخرى من المحيط، وفقًا للنص الأصلي. وهذه العناقيد هي التعليمات الوراثية التي تستخدمها الكائنات لإنتاج المركبات الطبيعية.

لماذا تتميز هذه الكيمياء

  • الأنواع الميكروبية معظمها جديد على الوصف الوراثي.
  • ارتباطها بعوائل مرجانية محددة يشير إلى أدوار بيئية متخصصة.
  • العناقيد الجينية الحيوية التركيبية المحددة تشير إلى قدرة واسعة على إنتاج جزيئات نشطة حيويًا.

من اكتشاف التنوع الحيوي إلى الاحتمال الطبي الحيوي

من المهم عدم المبالغة فيما تثبته الدراسة. فلم يعلن الباحثون عن دواء جديد. ما حددوه هو خريطة للتنقيب الجزيئي: مجموعة من الكائنات ومسارات الجينات غير المعروفة سابقًا التي قد تحتوي على مركبات مفيدة لاكتشاف الأدوية مستقبلًا أو لتطوير التكنولوجيا الحيوية. وهذه نتيجة مهمة، لأن الاكتشاف في مراحله الأولى يعتمد غالبًا على العثور على أنظمة بيولوجية غير مألوفة يُحتمل أن توجد فيها كيمياء جديدة.

ويبدو الآن أن ميكروبيوم الشعاب واحد من تلك الأنظمة. وإذا أمكن ربط الجينات الأساسية بمواد أيضية محددة ثم اختبارها، فقد تنتج مركبات ذات صلة بأبحاث مضادات الميكروبات أو العمل المضاد للالتهاب أو تطبيقات طبية حيوية أخرى. وحتى لو ثبتت فائدة نسبة صغيرة فقط، فإن حجم التنوع الذي جرى توصيفه حديثًا يشير إلى أن مساحة البحث كبيرة جدًا.

تكشف الدراسة أيضًا اختلالًا مألوفًا في العلم: فالتنوع الحيوي المرئي جرى توثيقه بأكثر شمولًا بكثير من التنوع الحيوي الميكروبي. وغالبًا ما توصف الشعاب المرجانية بأنها غابات البحر المطيرة بسبب وفرة حياة الأسماك واللافقاريات التي تدعمها. وتضيف هذه الدراسة طبقة أخرى إلى تلك الاستعارة من خلال إظهار أن الشعاب قد تعمل أيضًا كمناطق ابتكار ميكروبي مكتظة للغاية.

تأخذ الحماية بُعدًا جديدًا

الزاوية الطبية الحيوية تشدد من خطورة تدهور الشعاب. فعادة ما تُدافع حماية الشعاب على أسس بيئية أو مناخية أو اقتصادية مثل مصائد الأسماك والسياحة. ولا تزال هذه الحجج قوية، لكن هذا العمل يضيف سببًا أقل وضوحًا: تدمير الشعاب قد يعني أيضًا تدمير احتمالات كيميائية حيوية قبل حتى أن يتم التعرف عليها.

ولأن كثيرًا من الأنواع الميكروبية في الدراسة كانت غير معروفة سابقًا، فإن فقدان موائل الشعاب قد يمحو فروعًا كاملة من الكيمياء الطبيعية من متناول العلم. وهذا لا يعني أن كل ميكروب مرجاني هو علاج مستقبلي، لكنه يعني أن احتمالات العثور على مركبات نادرة ومفيدة تتراجع عندما تتدهور الموائل التي تنتجها.

والاستنتاج الأوسع هو أن الحماية والاكتشاف ليسا أجندتين منفصلتين. ففي نظم بيئية مثل الشعاب المرجانية، قد تعني حماية التنوع الحيوي أيضًا حماية خيارات البحث المستقبلية في الطب والصناعة. ولصناع السياسات والجهات الممولة، يجعل ذلك علم الشعاب أصعب في أن يُعامل كموضوع بحري هامشي. إنه أيضًا جزء من سلسلة الابتكار الطويلة.

حدود بحث لم يدخلها العلماء إلا قليلًا

لا يقتصر الإنجاز الرئيسي للدراسة على العثور على مزيد من الميكروبات، بل أظهرت أن الشعاب المرجانية تحتضن عالمًا ميكروبيًا شديد التنظيم، يتمتع بجدة وراثية ملحوظة وبقدرة حيوية تركيبية غير عادية. وهذا المزيج يجعل الشعاب ذات قيمة علمية بطريقة أساسية وعملية في آن واحد.

وفي الوقت الراهن، الخلاصة الأكثر دفاعًا عنها هي أن الميكروبيومات المرجانية تمثل مخزونًا كبيرًا، وغير مستكشف إلى حد بعيد، من الكيمياء. وستعتمد الخطوات التالية على تحويل الإشارات الجينومية إلى مركبات محددة ووظائف مختبرة. لكن حتى قبل إنجاز ذلك العمل، الرسالة واضحة: ربما كانت إحدى أكثر الحدود الجزيئية الواعدة في المحيط موجودة داخل الشعاب المرجانية طوال الوقت.

هذه المقالة مبنية على تغطية Science Daily. اقرأ المقال الأصلي.

Originally published on sciencedaily.com